گشت و گذار فضایی در آلبوم تصاویر جیمز وب - ساری فان

تصاویری که با تلسکوپ فضایی جیمز وب ثبت شده اند، نمایش خیره نماینده ای از پدیده های فضایی را ترتیب می دهند. در این گزارش، به آنالیز 12 نمونه از این تصاویر شگفت انگیز می پردازیم. به گزارش اسپیس، از زمانی که تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) کار خود را شروع کرد، سیلی از تصاویر خیره نماینده را به نمایش گذاشت.

تلسکوپ 10 میلیارد دلاری ناسا در 25 دسامبر 2021 از پایگاه فضایی اروپا در گویان فرانسه پرتاب شد. این رصدخانه مادون قرمز از زمانی که در 24 ژانویه 2022 به خانه کیهانی نو خود یعنی نقطه لاگرانژ 2 (Lagrange Point 2) رسید، مشغول ارائه مناظری نفس گیر از کیهان بوده است.

جیمز وب که بزرگترین و قوی ترین تلسکوپ فضایی تا به امروز است، نخستین تصاویر علمی خود را در 12 ژوئیه 2022 منتشر کرد، اما ماجرا به همین جا ختم نشد و این تلسکوپ همچنان به انتشار تصاویر خیره نماینده ادامه می دهد.

در این گزارش، 12 نمونه از برترین عکس های ثبت شده با تلسکوپ فضایی جیمز وب را آنالیز می کنیم.

ستون های آفرینش

هنگامی که جیمز وب توجه خود را به ستون های آفرینش Pillars of Creation) معطوف کرد، ابر های غبار معروف را با جزئیات قابل توجهی نشان داد. ستون های آفرینش که در صورت فلکی مار (Serpens) قرار گرفته اند، تقریبا 7000 سال نوری از زمین فاصله دارند و بخشی از سحابی عقاب (Eagle Nebula) هستند. تلسکوپ فضایی هابل (HST) در سال 1995 از ابر های بزرگ گاز و غبار عکس برداری کرد و زیبایی چشمگیر آن ها را به نمایش گذاشت. عکس نوی که با جیمز وب ثبت شده است، ستون ها را با جزئیات و وضوح بیشتری نشان می دهد. صد ها ستاره که پیشتر نامرئی بودند و بعضی از آن ها تنها چند صد هزار سال پیش متولد شده اند، در سراسر تصویر می درخشند.

حلقه های مرموز

جیمز وب در این عکس، حلقه های متحدالمرکز مرموزی را در اطراف یک ستاره دور به تصویر کشیده است که دانشمندان را گیج نموده اند. حلقه ها کاملاً گرد نیستند و حدس هایی را در خصوص یک منشاء بیگانه احتمالی پدید آورده اند. ستاره ای که در مرکز تصویر واقع شده است و با نام WR 140 شناخته می شود، یک ستاره ولف-رایه (Wolf-Rayet) است که بیشتر هیدروژن خود را به فضا پرتاب نموده و به وسیله غبار احاطه شده است. ستارگان ولف-رایه، ستارگانی بسیار پرجرم هستند که به خاطر روشنایی و داغی زیاد، توجه اخترشناسان را به خود جلب نموده اند.

ستاره WR 140 که در فاصله 5600 سال نوری از زمین در صورت فلکی ماکیان (Cygnus) واقع شده است، ستاره ای متغیر است که به صورت دوره ای، کم نور و روشن می شود. این تصویر، قدرت تلسکوپ فضایی جیمز وب را نشان می دهد که به خاطر دید فروسرخ و فوق العاده خود مورد تحسین قرار گرفته است.

ساعت شنی کیهانی

این تصویر که در 16 نوامبر 2022 منتشر شد، یک ساعت شنی کیهانی آتشین را نشان می دهد که یک پیش ستاره (Protostar) را در قلب خود پنهان نموده است. این صحنه شعله ور به وسیله یک ابر متراکم و تیره از گاز و غبار به نام L 1527 از دید تلسکوپ ها پنهان شده بود و تنها در نور فروسرخ قابل مشاهده است. دوربین فروسرخ نزدیک (NIRCam) نصب شده روی جیمز وب، شکل گیری ستاره را در منطقه ستاره زای ثور (Taurus) با شکوه تمام نشان داد.

ستاره با تماشا این تصویر، ابراز امیدواری کردند که آنالیز ساعت شنی کیهانی بتواند فرآیند های اتفاق افتاده در اطراف پیش ستاره را آشکار کند. بعلاوه آن ها گفتند که این مشاهده ها می توانند چگونگی رسیدن ستارگان نوزاد به بزرگسالی را شرح دهند.

اگرچه پیش ستاره پنهان است، اما این تصویر یک قرص پیش سیاره ای از گاز و غبار را در اطراف ستاره نشان می دهد که به صورت یک خط تیره در سراسر گردن ساعت شنی ظاهر می شود. این ساختار زمانی شکل می گیرد که مواد به مرکز ساعت شنی کشیده می شوند و به پیش ستاره امکان می دهند تا از قرص پیش سیاره ای تغذیه کند که تقریبا به مقدار منظومه شمسی است.

خوشه پاندورا

خوشه پاندورا (Pandoras Cluster) که در فاصله 3.5 میلیارد سال نوری از ما واقع شده است، در تصویر ثبت شده با دوربین قوی مادون فروسرخ نزدیک و طیف نگار فروسرخ نزدیک (NIRSpec) جیمز وب، با جزئیات بی سابقه ای می درخشد.

نام مستعار این منطقه که به طور رسمی به عنوان Abell 2744 شناخته می شود، از مشاهده مجموعه ساختار های گوناگون در آن حاصل شده است. با وجود این، فقط هسته مرکزی این منطقه پیشتر با تلسکوپ فضایی هابل مورد آنالیز قرار گرفته بود و بسیاری از اسرار آن کشف نشده به جای مانده بودند تا این که جیمز وب، دوربین قوی فروسرخ خود را روی آن متمرکز کرد. این کار، تصویری را از اعماق خوشه پاندورا ارائه داد و به تعادل چشمگیری در وسعت و عمق دست یافت که می تواند مطالعه تکامل کهکشانی را متحول کند.

نکته برجسته در این تصویر، یک ستاره درخشان در پیش زمینه کهکشان راه شیری با خوشه های پراش متمایز است که به وسیله جیمز وب ایجاد شده اند. در اطراف آن، منابع روشنی از نور سفید وجود دارد که به وسیله یک درخشش مه آلود احاطه شده اند. این منابع روشن، کهکشان های بسیار دورتر خوشه پاندورا هستند.

سیاره نپتون

نخستین تصویر جیمز وب از سیاره نپتون، این غول یخی را با جزئیات فوق العاده ای نشان داد و حلقه های آن را به نمایش گذاشت. از زمانی که فضاپیمای وویجر 2 (Voyager 2) ناسا در طول سفر خود به بیرون از منظومه شمسی از کنار نپتون عبور کرد، این تصویر برترین نگاه از نپتون را در 32 سال گذشته به ستاره شناسان ارائه داد. تکه های روشن در نیم کره جنوبی نپتون، ابر های یخی در ارتفاع بالا هستند که نور خورشید را پیش از جذب متان در ابر ها منعکس می نمایند. تصویر جیمز وب، نوار پیوسته ای از ابر هایی با عرض جغرافیایی بالا را نشان می دهد که گردابی را در قطب جنوبی نپتون احاطه نموده است.

عکس جیمز وب از نپتون، نگاهی به هفت قمر این سیاره را برای دانشمندان فراهم می نماید. در نسخه کوچک نمایی شده از نمای نپتون، یک نقطه نورانی درخشان درست بالای آن وجود دارد که قمر تریتون (Triton) را نشان می دهد. این قمر که با لایه ای منجمد از نیتروژن متراکم پوشانده شده است، بسیار درخشان به نظر می رسد و بیش از نپتون می درخشد، زیرا حدود 70 درصد از نور خورشید را که به آن می تابد، منعکس می نماید.

برخورد فضاپیما با سیارک

آزمایش تغییر جهت سیارک دوگانه یا دارت (DART) ناسا در 26 سپتامبر 2022، یک کاوشگر را به یک قمر موسوم به دیمورفوس (Dimorphos) کوبید تا مدار سنگ فضایی را تغییر دهد. دیمورفوس بخشی از یک سیستم دوگانه به شمار می رود که شامل یک سنگ فضایی بزرگتر موسوم به دیدیموس (Didymos) است. جیمز وب به تماشای این ماموریت پرداخت و مجموعه ای از تصاویر را ثبت کرد که نشان می دهند چگونه منظومه سیارکی دیدیموس-دیمورفوس پس از برخورد فضاپیمای دارت به قمر می درخشند.

یک تایم لپس که از تصاویر جیمز وب به دست آمده است، اثر این برخورد را در پرتو فروسرخ به نمایش می گذارد.

سحابی رتیل

در این تصویر گیرا، ستارگان جوانی که هرگز در سحابی رتیل (Tarantula Nebula) با نام رسمی 30 Doradus دیده نشده اند، برای نخستین بار خود را نشان دادند. دوربین فروسرخ جیمز وب، این مهد ستاره ای را با جزئیات بسیار عالی و بعلاوه کهکشان های پس زمینه دور را نشان می دهد.

سحابی رتیل در فاصله 161 هزار سال نوری در ابر ماژلانی بزرگ واقع شده است. این سحابی برای ستاره شناسانی که روند تشکیل ستاره را مطالعه می نمایند، سوژه بسیار جالبی به شمار می رود، زیرا ترکیب شیمیایی آن مشابه منطقه ها ستاره زا در زمانی است که کیهان تنها چند میلیارد سال سن داشت. سحابی رتیل، دید منحصربه فردی را در خصوص چگونگی شکل گیری ستارگان در کیهان اولیه به اخترشناسان می دهد.

کهکشان فانتوم

عکس جیمز وب از کهکشان فانتوم (Phantom Galaxy) که به طور رسمی با نام ان جی سی 628 (NGC 628) یا مسیه 74 (Messier 74) شناخته می شود، به وسیله بعضی از ستاره شناسان، مارپیچ کامل نام گرفته، زیرا یک کهکشان بسیار متقارن است. این عکس با استفاده از داده های جمع آوری شده با سیستم مادون قرمز میانی (MIRI) جیمز وب پردازش شد.

کهکشان فانتوم پیشتر چندین بار با استفاده از تجهیزاتی مانند تلسکوپ فضایی هابل و کاوشگر مادون قرمز میدان وسیع (WISE) تصویربرداری شده است، اما عکس جیمز وب، این کهکشان را در نوری کاملا نو نشان می دهد.

6 کهکشان بالغ

جیمز وب با ثبت تصاویری از 6 کهکشان بالغ، دانشمندان را شگفت زده کرد. نقاط قرمز کوچک، کهکشان هایی از دوران کودکی دنیا هستند و عمر آن ها فقط به 500 تا 700 میلیون سال پس از انفجار بزرگ بازمی شود. اگرچه چنین کهکشانی هایی به خودی خود تعجب آور نیستند، اما ستاره شناسان متوجه شدند که آن ها به طور تکان دهنده ای بزرگ هستند و ستاره های موجود در آن ها بسیار قدیمی هستند.

این یافته ها با ایده های موجود در خصوص ظاهر و چگونگی تکامل دنیا در سال های اولیه عمر آن در تضاد هستند و با مشاهدات پیشین تلسکوپ فضایی هابل مطابقت ندارند.

سیاره مشتری

هنگامی که جیمز وب، هدفی را کمی نزدیکتر به خانه مدنظر قرار داد، ستاره شناسان از تماشا نتایج آن خرسند شدند. این عکس از مشتری با دوربین مادون قرمز نزدیک گرفته شده است و منظومه جووین (Jovian) را با جزئیات فوق العاده ای نشان می دهد. در این عکس می توان شفق های قطبی زیبایی را در اطراف قطب ها و حلقه های ضعیفی دید که دور غول گازی می چرخند. دو قمر مشتری نیز قابل مشاهده هستند؛ آمالتئا (Amalthea) نقطه روشن در سمت چپ است و آدراستئا (Adrastea) به شکل نقطه ضعیفی در لبه حلقه ها بین آمالتئا و مشتری واقع شده است.

کهکشان تنها

این تصویر پرستاره از یک کهکشان کوتوله تنها به نام WLM با دوربین فروسرخ نزدیک جیمز وب گرفته شده است. کهکشان WLM یک هدف مجذوب کننده برای ستاره شناسان به شمار می رود، زیرا یکی از دورافتاده ترین اعضای گروه کهکشانی محلی است که شامل کهکشان راه شیری ما نیز هست. با توجه به ماهیت تنهای WLM، بعید است که این کهکشان با منظومه های دیگر تعامل داشته باشد و همین ویژگی آن را به هدف اصلی برای ستاره شناسانی تبدیل می نماید که می خواهند نظریه های شکل گیری و تکامل کهکشان ها را مطالعه و آزمایش نمایند.

قمر تایتان

هنگامی که جیمز وب توجه خود را به تایتان (Titan)، بزرگترین قمر زحل معطوف کرد، بار دیگر جامعه علمی را به وجد آورد. این تلسکوپ پیروز شد ابر های غلیظ متانِ قمر تایتان را طی رصد های خود در چهارم نوامبر 2022 به تصویر بکشد. یکی از ابر ها موسوم به ابر اِی (Cloud A) برفراز کراکن ماری (Kraken Mare)، بزرگترین دریای هیدروکربنی تایتان واقع شده است. این صحنه چند روز بعد به وسیله رصدخانه کِک (Keck Observatory) در هاوایی آنالیز شد تا تعیین شود که چگونه ابر ها به مرور زمان تغییر کردند.